Metallia leikattaessa se suoritetaan korkean lämpötilan kaasuliekillä, joka saadaan polttamalla palavaa kaasua tai nestehöyryä sekoitettuna kaupallisesti puhtaan hapen kanssa.

Happi on maan runsain alkuaine löytyy kemiallisten yhdisteiden muodossa eri aineiden kanssa: maaperässä - jopa 50 massaprosenttia, yhdessä vedyn kanssa vedessä - noin 86 massaprosenttia ja ilmassa - jopa 21 tilavuusprosenttia ja 23 massaprosenttia.

Happi normaaleissa olosuhteissa (lämpötila 20 °C, paine 0,1 MPa) on väritön, palamaton kaasu, hieman ilmaa raskaampi, hajuton, mutta tukee aktiivisesti palamista. Normaalissa ilmanpaineessa ja lämpötilassa 0 ° C 1 m 3 hapen massa on 1,43 kg ja lämpötilassa 20 ° C ja normaalissa ilmanpaineessa - 1,33 kg.

Hapen reaktiivisuus on korkea, muodostaen yhdisteitä kaikkien kemiallisten alkuaineiden kanssa paitsi (argon, helium, ksenon, krypton ja neon). Yhdisteen reaktiot hapen kanssa etenevät vapauttamalla suuri määrä lämpöä, eli ne ovat luonteeltaan eksotermisiä.

Kun puristettu kaasumainen happi joutuu kosketuksiin orgaanisten aineiden, öljyjen, rasvojen, hiilipölyn, palavien muovien kanssa, ne voivat syttyä itsestään lämmön vapautumisen seurauksena nopean hapen puristuksen, kitkan ja kiinteiden hiukkasten törmäyksen seurauksena metalliin sekä sähköstaattisen kipinän seurauksena. purkaa. Siksi happea käytettäessä on huolehdittava siitä, ettei se joudu kosketuksiin syttyvien ja palavien aineiden kanssa.

Kaikki happilaitteet, happilinjat ja -sylinterit on poistettava perusteellisesti rasvasta. se pystyy muodostamaan räjähtäviä seoksia palavien kaasujen tai nestemäisten palavien höyryjen kanssa laajalla alueella, mikä voi myös johtaa räjähdyksiin avoimen liekin tai jopa kipinän läsnä ollessa.

Hapen huomioidut ominaisuudet tulee aina pitää mielessä, kun sitä käytetään liekkikäsittelyprosesseissa.

Ilmakehän ilma on pääasiassa kolmen kaasun mekaaninen seos, jonka tilavuuspitoisuus on seuraava: typpi - 78,08%, happi - 20,95%, argon - 0,94%, loput on hiilidioksidia, typpioksiduulia jne. Happea saadaan erottamalla ilmaa hapella ja syväjäähdytyksellä (nesteyttämisellä) sekä argonin erotuksella, jonka käyttö lisääntyy jatkuvasti klo. Typpeä käytetään suojakaasuna kuparin hitsauksessa.

Happea voidaan saada kemiallisesti tai veden elektrolyysillä. Kemialliset menetelmät tuottamatonta ja epätaloudellista. klo veden elektrolyysi tasavirtahappi saadaan sivutuotteena puhtaan vedyn tuotannossa.

Happea tuotetaan teollisuudessa ilmakehän ilmasta syväjäähdytyksellä ja oikaisulla. Asennuksissa, joissa ilmasta tuotetaan happea ja typpeä, jälkimmäinen puhdistetaan haitallisista epäpuhtauksista, puristetaan kompressorissa jäähdytyssyklin vastaavaan paineeseen 0,6-20 MPa ja jäähdytetään lämmönvaihtimissa nesteytyslämpötilaan, jolloin ero jäähdytetään. hapen ja typen nesteytyslämpötila on 13 °C, mikä riittää niiden täydelliseen erottumiseen nestefaasissa.

Nestemäinen puhdas happi kerääntyy ilmanerotuslaitteistoon, haihtuu ja kerääntyy kaasusäiliöön, josta se pumpataan kompressorilla sylintereihin jopa 20 MPa:n paineella.

Putkilinjaa pitkin kuljetetaan myös teknistä happea. Putkilinjaa pitkin kuljetettavan hapen paineesta on sovittava valmistajan ja kuluttajan kesken. Happi toimitetaan paikkaan happisylintereissä ja nestemäisessä muodossa - erityisissä astioissa, joissa on hyvä lämmöneristys.

Nestemäisen hapen muuttamiseksi kaasuksi käytetään kaasuttimia tai pumppuja, joissa on nestemäisen hapen höyrystimet. Normaalissa ilmanpaineessa ja 20 °C:n lämpötilassa 1 dm 3 nestemäistä happea haihdutuksen aikana antaa 860 dm 3 kaasumaista happea. Siksi on suositeltavaa toimittaa happea hitsauskohtaan nestemäisessä tilassa, koska tämä vähentää taarapainoa 10 kertaa, mikä säästää metallia sylinterien valmistukseen ja vähentää sylinterien kuljetus- ja varastointikustannuksia.

Hitsaukseen ja leikkaamiseen Teknisen -78:n mukaan happea valmistetaan kolmessa lajikkeessa:

• 1. - puhtaus vähintään 99,7 %
• 2. - vähintään 99,5 %
• 3. - vähintään 99,2 tilavuusprosenttia

Hapen puhtaudella on suuri merkitys happipolttoaineleikkauksessa. Mitä vähemmän kaasuepäpuhtauksia se sisältää, sitä suurempi leikkausnopeus, puhtaampi ja vähemmän hapenkulutusta.

Hei .. Tänään kerron sinulle hapesta ja kuinka saada se. Muistutan sinua, jos sinulla on minulle kysymyksiä, voit kirjoittaa ne artikkelin kommentteihin. Jos tarvitset apua kemian kanssa, . Autan sinua mielelläni.

Happi jakautuu luonnossa isotooppien 16 O, 17 O, 18 O muodossa, joiden prosenttiosuudet maapallolla ovat vastaavasti 99,76%, 0,048%, 0,192%.

Vapaassa tilassa happi on kolmen muodossa allotrooppiset modifikaatiot : atomihappi - O o, dihappi - O 2 ja otsoni - O 3. Lisäksi atomihappea voidaan saada seuraavasti:

KClO 3 \u003d KCl + 3O 0

KNO 3 = KNO 2 + O 0

Happi on osa yli 1400 erilaista mineraalia ja orgaanista ainetta, jonka pitoisuus ilmakehässä on 21 tilavuusprosenttia. Ihmiskehossa on jopa 65 % happea. Happi on väritön ja hajuton kaasu, liukenee heikosti veteen (3 tilavuutta happea liukenee 100 tilavuuteen vettä 20 °C:ssa).

Laboratoriossa happea saadaan lämmittämällä maltillisesti tiettyjä aineita:

1) Mangaaniyhdisteitä (+7) ja (+4) hajottaessa:

2KMnO 4 → K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2
permanganaatti manganaatti
kalium kalium

2MnO 2 → 2MnO + O 2

2) Kun perkloraatit hajoavat:

2KClO 4 → KClO 2 + KCl + 3O 2
perkloraatti
kalium

3) Hajotessa berthollet-suolaa (kaliumkloraattia).
Tässä tapauksessa muodostuu atomihappea:

2KClO 3 → 2KCl + 6O 0
kloraatti
kalium

4) Kun hypokloorihapon suolat hajoavat valossa- hypokloriitit:

2NaClO → 2NaCl + O 2

Ca(ClO) 2 → CaCl 2 + O 2

5) Kun lämmitetään nitraatteja.
Tämä tuottaa atomihappea. Riippuen siitä, missä asemassa nitraattimetalli on aktiivisuussarjassa, muodostuu erilaisia ​​reaktiotuotteita:

2NaNO 3 → 2NaNO 2 + O 2

Ca(NO 3) 2 → CaO + 2NO 2 + O 2

2AgNO 3 → 2 Ag + 2NO 2 + O 2

6) Hajotessa peroksideja:

2H 2 O 2 ↔ 2H 2 O + O 2

7) Kuumennettaessa inaktiivisten metallien oksideja:

2Ag 2O ↔ 4Ag + O 2

Tämä prosessi on tärkeä jokapäiväisessä elämässä. Tosiasia on, että kuparista tai hopeasta valmistetut astiat, joissa on luonnollinen oksidikalvokerros, muodostavat kuumennettaessa aktiivista happea, mikä on antibakteerinen vaikutus. Inaktiivisten metallien, erityisesti nitraattien, suolojen liukeneminen johtaa myös hapen muodostumiseen. Esimerkiksi hopeanitraatin liukenemisprosessi voidaan esittää vaiheittain:

AgNO 3 + H 2 O → AgOH + HNO 3

2AgOH → Ag 2O + O 2

2Ag 2O → 4Ag + O 2

tai tiivistettynä:

4AgNO 3 + 2H 2 O → 4Ag + 4HNO 3 + 7O 2

8) Kuumennettaessa korkeimman hapetusasteen omaavia kromisuoloja:

4K 2 Cr 2 O 7 → 4K 2 CrO 4 + 2Cr 2 O 3 + 3 O 2
dikromaattikromaatti
kalium kalium

Teollisuudessa happea saadaan:

1) Veden elektrolyyttinen hajoaminen:

2H 2O → 2H2 + O 2

2) Hiilidioksidin vuorovaikutus peroksidien kanssa:

CO 2 + K 2 O 2 → K 2 CO 3 + O 2

Tämä menetelmä on välttämätön tekninen ratkaisu yksittäisten järjestelmien hengitysongelmaan: sukellusveneet, miinat, avaruusalukset.

3) Kun otsoni on vuorovaikutuksessa pelkistysaineiden kanssa:

O3 + 2KJ + H2O → J2 + 2KOH + O 2

Erityisen tärkeää on hapen tuotanto fotosynteesiprosessissa. esiintyy kasveissa. Kaikki elämä maapallolla riippuu pohjimmiltaan tästä prosessista. Fotosynteesi on monimutkainen monivaiheinen prosessi. Alku antaa hänelle valoa. Itse fotosynteesi koostuu kahdesta vaiheesta: vaaleasta ja pimeästä. Valofaasissa kasvien lehtien sisältämä pigmenttiklorofylli muodostaa ns. "valoa absorboivan" kompleksin, joka ottaa vedestä elektroneja ja jakaa sen siten vetyioneiksi ja hapeksi:

2H 2O \u003d 4e + 4H + O 2

Kertyneet protonit osallistuvat ATP:n synteesiin:

ADP + F = ATP

Pimeässä faasissa hiilidioksidi ja vesi muuttuvat glukoosiksi. Ja happea vapautuu sivutuotteena:

6CO 2 + 6H 2 O \u003d C 6 H 12 O 6 + O 2

blog.site, kopioimalla materiaali kokonaan tai osittain, linkki lähteeseen vaaditaan.

Kysymys numero 2 Miten happea saadaan laboratoriossa ja teollisuudessa? Kirjoita vastaavien reaktioiden yhtälöt. Miten nämä menetelmät eroavat toisistaan?

Vastaus:

Laboratoriossa happea voidaan saada seuraavilla tavoilla:

1) Vetyperoksidin hajoaminen katalyytin (mangaanioksidin) läsnä ollessa

2) Berthollet-suolan (kaliumkloraatti) hajoaminen:

3) kaliumpermanganaatin hajoaminen:

Teollisuudessa happea saadaan ilmasta, joka sisältää noin 20 tilavuusprosenttia. Ilma nesteytetään paineen alaisena ja voimakkaalla jäähdytyksellä. Happella ja typellä (ilman toinen pääkomponentti) on eri kiehumispisteet. Siksi ne voidaan erottaa tislaamalla: typellä on alhaisempi kiehumispiste kuin hapella, joten typpi haihtuu ennen happea.

Erot teollisten ja laboratoriomenetelmien välillä hapen tuottamiseksi:

1) Kaikki laboratoriomenetelmät hapen saamiseksi ovat kemiallisia, eli tässä tapauksessa jotkin aineet muunnetaan toisiksi. Hapen saanti ilmasta on fysikaalinen prosessi, koska joidenkin aineiden muuttumista toisiksi ei tapahdu.

2) Happea voidaan saada ilmasta paljon suurempia määriä.

Ilma on ehtymätön hapen lähde. Hapen saamiseksi tämä kaasu on erotettava typestä ja muista kaasuista. Teollinen menetelmä hapen tuottamiseksi perustuu tähän ajatukseen. Se toteutetaan erityisillä, melko isokokoisilla laitteilla. Ensin ilmaa jäähdytetään voimakkaasti, kunnes se muuttuu nesteeksi. Sitten nesteytetyn ilman lämpötilaa nostetaan vähitellen. Typpikaasu vapautuu siitä ensimmäisenä (nestemäisen typen kiehumispiste on -196 ° C), ja neste rikastuu hapella.

Hapen saanti laboratoriossa. Laboratoriomenetelmät hapen saamiseksi perustuvat kemiallisiin reaktioihin.

J. Priestley sai tämän kaasun yhdisteestä, jonka nimi on elohopea(II)oksidi. Tiedemies käytti lasilinssiä kohdistaakseen auringonvalon aineeseen.

Nykyaikaisessa versiossa tämä kokemus on esitetty kuvassa 54. Kuumennettaessa elohopean (||) oksidi (keltainen jauhe) muuttuu elohopeaksi ja hapeksi. Elohopea vapautuu kaasumaisessa tilassa ja tiivistyy koeputken seinille hopeanhohtoisten pisaroiden muodossa. Happi kerätään veden päälle toiseen koeputkeen.

Nyt Priestley-menetelmää ei käytetä, koska elohopeahöyry on myrkyllistä. Happea tuotetaan muissa samankaltaisissa reaktioissa kuin käsitelty. Ne esiintyvät yleensä kuumennettaessa.

Reaktioita, joissa yhdestä aineesta muodostuu useita muita aineita, kutsutaan hajoamisreaktioksi.

Hapen saamiseksi laboratoriossa käytetään seuraavia happea sisältäviä yhdisteitä:

Kaliumpermanganaatti KMnO4 (yleinen nimi kaliumpermanganaatti; aine on yleinen desinfiointiaine)

Kaliumkloraatti, KClO3

Pieni määrä katalyyttiä - mangaani(IV)oksidia MnO2 - lisätään kaliumkloraattiin niin, että yhdisteen hajoaminen tapahtuu hapen vapautuessa1.

Kalkogeenihydridien H2E molekyylirakenne voidaan analysoida molecular orbital (MO) menetelmällä. Harkitse esimerkkinä vesimolekyylin molekyyliratojen kaaviota (kuva 3)

Rakentamisesta (katso lisätietoja G. Gray "Electrons and Chemical Bond", M., kustantamon "Mir", 1967, s. 155-62 ja G. L. Miessier, D. A. Tarr, "Inorganic Chemistry", Prantice Hall Int. Inc. .., 1991, s. 153-57) H2O-molekyylin MO-kaaviossa koordinaattien origo on yhteensopiva happiatomin kanssa ja vetyatomit sijaitsevat xz-tasossa (kuva 3). Hapen 2s- ja 2p-AO:n päällekkäisyys vedyn 1s-AO:n kanssa on esitetty kuvassa 4. Vedyn ja hapen AO:t, joilla on sama symmetria ja samanlaiset energiat, osallistuvat MO muodostumiseen. AO:n osuus MO:iden muodostumisessa on kuitenkin erilainen, mikä heijastuu kertoimien erilaisina arvoina vastaavissa AO:iden lineaarisissa yhdistelmissä. Vedyn 1s-AO:n, hapen 2s- ja 2pz-AO:n vuorovaikutus (päällekkäisyys) johtaa 2a1-sidoksen muodostumiseen ja 4a1-irtoamiseen MO.

>> Hapen saanti

Hapen saaminen

Tämä kappale kertoo:

> hapen löytämisestä;
> hapen tuotannosta teollisuudessa ja laboratorioissa;
> hajoamisreaktioista.

Hapen löytäminen.

J. Priestley sai tämän kaasun yhdisteestä, jonka nimi on elohopea(II)oksidi. Tiedemies käytti lasilinssiä kohdistaakseen auringonvalon aineeseen.

Nykyaikaisessa versiossa tämä kokemus on esitetty kuvassa 54. Kuumennettaessa elohopean (||) oksidi (keltainen jauhe) muuttuu elohopeaksi ja hapeksi. Elohopea vapautuu kaasumaisessa tilassa ja tiivistyy koeputken seinille hopeanhohtoisten pisaroiden muodossa. Happi kerätään veden päälle toiseen koeputkeen.

Nyt Priestley-menetelmää ei käytetä, koska elohopeahöyry on myrkyllistä. Happea tuotetaan muissa samankaltaisissa reaktioissa kuin käsitelty. Ne esiintyvät yleensä kuumennettaessa.

Reaktioita, joissa yhdestä aineesta muodostuu useita muita aineita, kutsutaan hajoamisreaktioksi.

Hapen saamiseksi laboratoriossa käytetään seuraavia happea sisältäviä yhdisteitä:

kaliumpermanganaatti KMnO 4 (yleinen nimi kaliumpermanganaatti; aine on yleinen desinfiointiaine)

Kaliumkloraatti KClO3

Pieni määrä katalyyttiä - mangaani(IV)oksidia MnO 2 - lisätään kaliumkloraattiin niin, että yhdisteen hajoaminen tapahtuu hapen vapautuessa 1 .

Laboratoriokoke nro 8

Hapen saaminen hajottamalla vetyperoksidia H 2 O 2

Kaada 2 ml vetyperoksidiliuosta (tämän aineen perinteinen nimi on vetyperoksidi) koeputkeen. Sytytä pitkä siru ja sammuta se (kuten teet tulitikulla), niin että se hädin tuskin kytee.
Kaada vähän katalyyttiä - mustaa mangaani(IV)oksidijauhetta koeputkeen, jossa on vetyoksidiliuosta. Tarkkaile kaasun voimakasta kehitystä. Käytä kytevää sirpaletta varmistaaksesi, että tämä kaasu on happea.

Kirjoita yhtälö vetyperoksidin hajoamiselle, jonka tuote on vesi.

Laboratoriossa happea voidaan saada myös hajottamalla natriumnitraattia NaNO 3 tai kaliumnitraattia KNO 3 2 . Kuumennettaessa yhdisteet ensin sulavat ja sitten hajoavat:

1 Kun yhdistettä kuumennetaan ilman katalyyttiä, tapahtuu toinen reaktio

2 Näitä aineita käytetään lannoitteina. Heidän yleinen niminsä on salpetteri.

Kaavio 7. Laboratoriomenetelmät hapen saamiseksi

Muuta reaktiokaaviot kemiallisiksi yhtälöiksi.

Tietoja hapen hankinnasta laboratoriossa kerätään kaaviossa 7.

Happi yhdessä vedyn kanssa ovat veden hajoamistuotteita sähkövirran vaikutuksesta:

Luonnossa happea tuotetaan fotosynteesin avulla kasvien vihreissä lehdissä. Tämän prosessin yksinkertaistettu kaavio on seuraava:

löydöksiä

Happi löydettiin 1700-luvun lopulla. useita tiedemiehet .

Happea saadaan teollisuudessa ilmasta ja laboratoriossa - tiettyjen happea sisältävien yhdisteiden hajoamisreaktioiden avulla. Hajoamisreaktion aikana yhdestä aineesta muodostuu kaksi tai useampia aineita.

129. Miten happea saadaan teollisuudessa? Miksi kaliumpermanganaattia tai vetyperoksidia ei käytetä tähän?

130. Mitä reaktioita kutsutaan hajoamisreaktioksi?

131. Muuta seuraavat reaktiokaaviot kemiallisiksi yhtälöiksi:

132. Mikä on katalyytti? Miten se voi vaikuttaa kemiallisten reaktioiden kulkuun? (Katso vastauksesi myös kohdasta 15.)

133. Kuva 55 esittää valkoisen kiinteän aineen hajoamishetken, jonka kaava on Cd(NO3)2. Katso kuvaa huolellisesti ja kuvaile kaikkea, mitä reaktion aikana tapahtuu. Miksi kytevä sirpale leimahtaa? Kirjoita sopiva kemiallinen yhtälö.

134. Hapen massaosuus jäännöksessä oli 40 % kuumentamisen jälkeen kaliumnitraatti KNO 3:lla. Onko tämä yhdiste hajonnut kokonaan?

Riisi. 55. Aineen hajoaminen kuumennettaessa

Popel P. P., Kriklya L. S., Chemistry: Pdruch. 7 solulle. zahalnosvit. navch. zakl. - K .: Näyttelykeskus "Akatemia", 2008. - 136 s.: il.

Oppitunnin sisältö oppitunnin yhteenveto ja tukikehys oppituntiesitys interaktiiviset teknologiat nopeuttavat opetusmenetelmiä Harjoitella tietokilpailuja, testaavia verkkotehtäviä ja harjoituksia kotitehtäviä työpajoja ja koulutuskysymyksiä luokkakeskusteluihin Kuvituksia video- ja äänimateriaalit valokuvat, kuvat grafiikat, taulukot, kaaviot sarjakuvat, vertaukset, sanonnat, ristisanatehtävät, anekdootit, vitsit, lainaukset Lisäosat tiivistelmät huijausarkit sirut uteliaisiin artikkeleihin (MAN) kirjallisuus pää- ja lisäsanasto Oppikirjojen ja oppituntien parantaminen oppikirjan virheiden korjaaminen ja vanhentuneen tiedon korvaaminen uudella Vain opettajille kalenteri suunnitelmat koulutusohjelmat metodologiset suositukset